은하단 내부 매질 문서 원본 보기

'''은하단 내부 매질'''({{llang|en|Intracluster medium}}, '''ICM''')은 [[은하단]] 중심에서 나타나는 매우 뜨거운 [[플라스마]] 기체이다. 이 기체는 대략 100만 ~ 1,000만 [[켈빈]] 정도의 온도로 가열되며 주로 이온화된 [[수소]]와 [[헬륨]]으로 이루어져 은하단 내의 중입자 물질의 대부분을 차지한다. ICM은 강력한 [[X-선]] 복사를 방출한다.

== 가열 ==

ICM은 은하단의 형성으로 인해 방출되는 [[중력 위치 에너지|중력에너지]]에 의해 높은 온도로 가열된다. [[중력장]]으로부터 얻어진 [[운동에너지]]는 [[충격파|충격]]으로 인해 [[열에너지]]로 변환된다. ICM에 존재하는 원소들은 높은 온도로 인해서 [[이온화]]된다. ICM에 있는 가벼운 원소들은 [[원자핵|핵]]으로부터 모든 [[전자]]를 잃은 상태이다.

== 조성 ==

ICM은 주로 평범한 [[중입자]](주로 이온화된 수소와 헬륨)로 구성된다. 이 플라스마 기체에는 [[철]]과 같은 무거운 원소들이 풍부한데, 수소에 대한 중원소의 양([[중원소함량|중원소 함량]])이 [[태양]]의 중원소함량의 약 3분의 1에 해당한다. 은하단에 있는 대부분의 중입자(80~95%)는 [[은하]]나 [[항성|별]]과 같은 밝은 물질이 아니라 이 ICM에 들어있다. 그러나, 은하단의 질량의 대부분은 [[암흑물질]]로 이루어져 있다.

ICM이 은하단의 중입자 대 부분을 포함하고 있긴 하지만, ICM의 밀도는 보통 입방 센티미터 당 10<sup>-3</sup> 개 정도로 대단히 낮다. ICM 구성 입자의 [[평균자유행로|평균 자유 행로]]는 약 10<sup>16</sup> m, 즉 대략 1 [[광년]]에 해당한다.

은하단의 강력한 중력장은 이들이 심지어 [[극초신성]]으로 인해 형성된 원소도 포함하고 있음을 의미한다. 따라서 [[적색편이]](거리)에 따른 ICM의 조성에 대한 연구는 이들이 평범한 사례에 해당될 때 (먼 은하단 일수록 더 과거의 모습을 가진 은하단이기 때문에)우주의 원소 형성에 대한 단서를 제공할 수도 있다.<ref>Loewenstein, Michael. ''[http://arxiv.org/abs/astro-ph/0310557 은하단내부매질의 화학적 조성]'', Carnegie Observatories Centennial Symposia, p.422, 2004.</ref>

== 관측 ==

ICM은 온도가 매우 높기 때문에, 대부분 [[제동복사]] 과정에 의한 X-선 복사와 [[중원소]]에 의한 X-선 방출선을 방출한다. 이러한 X-선은 X-선 망원경을 통해 관측되는데, 망원경을 통해 ICM의 지도(X-선 방출은 ICM 밀도의 제곱에 비례한다)와 X-선 [[스펙트럼]]을 얻을 수 있다. X-선의 밝기는 기체의 밀도와 연관 있으며, 스펙트럼은 온도와 ICM의 중원소함량 측정에 이용된다.

ICM의 밀도는 은하단의 중심으로 갈수록 증가하며, 중심에서 절정을 이룬다. 덧붙여서 ICM의 온도는 중심 영역에서 외부의 값에 비해 1/2 또는 1/3배로 줄어든다. 중원소함량은 밀도와 마찬가지로 외곽에서 중심으로 갈수록 증가한다. [[센타우루스자리 은하단]]과 같은 일부 은하단에서는 기체의 중원소함량이 태양의 중원소함량만큼 상승하기도 한다.

== 냉각류 ==

다수의 은하단의 핵에서 ICM은 밀도가 높기 때문에 강력한 X-선 복사를 방출한다. 따라서 열을 공급하는 열원이 없어 가열되지 않는 ICM은 냉각(복사냉각)되어야 한다. ICM이 냉각되면서 뜨거운 가스는 대류와 같은 흐름(flow)으로써 복사를 대신하게 된다. 이것은 [[냉각류]](''cooling flow'')로 알려져 있다. 그러나 ICM의 냉각에 대한 증거는 확인되지 않고 있는데, 이를 냉각류 문제(''cooling flow problem'')라고 한다.

== 같이 보기 ==
* [[은하단]]
* [[성간매질|성간 매질]]
* [[은하간매질|은하 간 매질]]

== 각주 ==
{{각주}}

== 외부 링크 ==
* [http://www.astr.ua.edu/keel/galaxies/icm.html 은하단 내부의 뜨거운 기체]

{{위키데이터 속성 추적}}

[[분류:은하단]]
[[분류:우주 거대구조]]
[[분류:외부은하천문학]]
[[분류:공간 플라스마]]
[[분류:플라스마 물리학]]